四川农业大学博士生发表Nature Genetics

6月9日，《自然-遗传学》（Nature Genetics）发表了由四川农业大学小麦研究所团队领衔，中国科学院遗传与发育生物学研究所、以色列海法大学等7家单位合作完成的重要研究成果。该研究成功从小麦的“野生祖先”—野生二粒小麦中，克隆出一对协同作战的关键抗病“基因搭档”：TdNLR1和TdNLR2。这项研究发现小麦中NLR类抗病基因以“搭档”形式协同工作对抗条锈病，拓展了小麦NLR抗病蛋白抵御病原菌的科学认知。

该论文由四川农业大学小麦研究所博士生胡燕灵和中国科学院遗传与发育生物学研究所李淼淼副研究员为共同第一作者；四川农业大学黄林副教授、刘登才教授、伍碧华教授、中国科学院遗传与发育生物学研究所刘志勇研究员、以色列海法大学Tzion Fahima教授为共同通讯作者。

八年磨一剑：从野生资源到抗病新基因

小麦条锈病是一种全球性的严重真菌病害，能造成小麦大幅减产，威胁粮食安全。现有的抗病小麦品种基因来源相对单一，病菌容易“进化”突破其防御。而野生小麦在长期自然进化中，积累了丰富的抗病基因“宝藏”。

2012—2016年，黄林在以色列海法大学读博期间，发现一份编号为TD121的野生二粒小麦对条锈菌具有极强的抗病能力。2017年，回国加入刘登才教授团队后，带领研究生胡燕灵等人员，对该引进资源展开了长达8年的深入研究。研究团队最终锁定了关键抗病位点YrTD12，进一步在小麦1B染色体短臂上成功找到了这对核心抗病基因—TdNLR1和TdNLR2。TdNLR1：编码一个结构完整的免疫蛋白（CC-NB-LRR），就像装备齐全的“主攻手”，是执行抗病功能的核心。TdNLR2：编码一个缺少部分结构（CC结构域）的蛋白，如同特殊的“辅助兵”。研究团队通过基因沉默、基因编辑、转基因等多种实验手段充分证实：TdNLR1的抗病能力，必须依赖TdNLR2的协助才能发挥出来；TdNLR2很可能扮演着“助手”角色，帮助传递关键免疫信号。

新型“基因搭档”：育种应用价值大

这对天然存在于野生二粒小麦中的新型“基因搭档”，在现代栽培小麦中尚未发现。研究团队已将这对基因导入四川小麦，培育出了高抗条锈病的新品系。TdNLR1/TdNLR2这对组合结构新颖，作用模式独特，为小麦抗病育种提供了宝贵的新型基因资源和潜在的抗病新机制，有望助力培育出抗性更持久、更广谱的小麦新品种，这对于保障小麦稳产高产有重要意义。

黄林副教授长期致力于小麦抗条锈病遗传育种研究，聚焦发掘小麦祖先种中的新抗源并解决抗病持久性问题。其主要贡献包括定位克隆小麦祖先种抗条锈病基因YrAS2388（育成品种蜀麦1675）、YrTD121，Yr15（育成品种蜀麦1868、蜀麦40），发掘其他小麦野生近缘种抗病基因YrAS286-2BL、YrZ41-2AL、YrZ15-1370等，为抗病育种提供了系列新基因资源。研究结果以通讯或第一作者（含共同）发表在Nature Genetics、Nature Communications、Annual Review of Phytopathology、Theoretical and Applied Genetics等期刊。主持国家自然科学基金生物育种专项、面上项目、青年项目等。

野生二粒小麦

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41588-025-02207-0